大豆發(fā)芽工藝條件的優(yōu)化

楊銘鐸，陳 健，張曉宇，張 巍

(1.哈爾濱商業(yè)大學(xué)中式快餐研究發(fā)展中心博士后科研基地，黑龍江 哈爾濱 150076；

2.順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 順德 528333；3.哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076)

大豆發(fā)芽工藝條件的優(yōu)化

楊銘鐸1,2,3，陳 健2，張曉宇1,3，張 巍3

(1.哈爾濱商業(yè)大學(xué)中式快餐研究發(fā)展中心博士后科研基地，黑龍江 哈爾濱 150076；

2.順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 順德 528333；3.哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076)

通過(guò)對(duì)溫度、溶液pH值、浸泡時(shí)間、培養(yǎng)時(shí)間4個(gè)單因素試驗(yàn)對(duì)大豆在發(fā)芽過(guò)程中VC的變化規(guī)律進(jìn)行探討，并且通過(guò)正交試驗(yàn)法，以VC含量、感官評(píng)定、水分含量及出品率為考察指標(biāo)，對(duì)大豆發(fā)芽過(guò)程中的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。綜合各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果表明：大豆發(fā)芽的最佳生長(zhǎng)條件為溫度25℃、溶液pH6.0、浸泡時(shí)間8h、培養(yǎng)時(shí)間3d。

豆芽；正交試驗(yàn)；VC；生長(zhǎng)條件

但是大豆經(jīng)過(guò)適當(dāng)發(fā)芽處理后多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都得到改善，風(fēng)味及口感也有所變化[3]，有研究表明從豆芽中分離出的甘草素能夠促使癌細(xì)胞凋亡[4]，而且大豆發(fā)芽后芽菜中含有豐富的VC。近年隨著人們生活水平的提高，對(duì)高質(zhì)量型的蔬菜需求越來(lái)越大，豆芽作為一種高蛋白，低脂肪的蔬菜[5]，尤其是其豐富的VC含量而得到人們的青睞，特別是冬季，各種新鮮蔬菜較少，價(jià)格較高，豆芽便成了一種普通百姓比較喜愛(ài)的蔬菜[6]。本實(shí)驗(yàn)主要研究大豆在發(fā)芽過(guò)程中VC的變化規(guī)律，并對(duì)其最佳的發(fā)制工藝進(jìn)行優(yōu)化，旨在為一般家庭及餐飲企業(yè)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆 哈爾濱市售；水 哈爾濱自來(lái)水；草酸(化學(xué)純) 天津市風(fēng)船化學(xué)試劑有限公司；標(biāo)準(zhǔn)抗壞血酸(分析純) 天津市天新精細(xì)化工開(kāi)發(fā)中心；2,6-二氯酚靛酚(分析純) 北京篤信精細(xì)制劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2004N型電子分析天平 上海精密科技儀器有限公司；DK-98-1型電控恒溫水浴鍋 天津泰斯特儀器公司；E-201-C型電子 pH 計(jì)、DS-1 型高速組織搗碎機(jī) 上海精科實(shí)業(yè)有限公司

1.3 考察指標(biāo)的測(cè)定方法

1.3.1 VC測(cè)定方法

2,6二氯酚靛酚法[7]。

1.3.2 豆芽含水量的測(cè)定

將在適宜條件下培養(yǎng)一定時(shí)間的豆芽，取一定量并測(cè)其鮮質(zhì)量而后烘干，再測(cè)其干質(zhì)量，取3個(gè)重復(fù)的平均值。

1.3.3 出品率的測(cè)定

將在適宜條件下培養(yǎng)一定時(shí)間的已發(fā)芽的大豆取出，擦干豆芽表面水分，稱(chēng)質(zhì)量，計(jì)算出品率，胚根露出種皮超過(guò)豆子長(zhǎng)度1cm以上即為發(fā)芽。

1.3.4 感官評(píng)定

產(chǎn)品的感官評(píng)定主要根據(jù)豆芽的芽長(zhǎng)、粗細(xì)、色澤及脆度進(jìn)行評(píng)分，滿分100分，其中每一項(xiàng)各占25分。 產(chǎn)品選取了15人進(jìn)行打分，然后取平均分即為產(chǎn)品的感官評(píng)定得分[8]。感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 豆芽的感官評(píng)定Table 1 Sensory evaluation standards for soybean sprouts

1.4 單因素與正交試驗(yàn)

1.4.1 各單因素對(duì)大豆發(fā)芽過(guò)程中VC消長(zhǎng)的影響

挑選100粒成熟飽滿，沒(méi)有破損的大豆，清水清洗去除雜質(zhì)和灰塵，用5倍水浸泡(pH值分別為5、6、7、8、9)，pH值采用磷酸緩沖溶液調(diào)解，浸泡一定時(shí)間(4、5、6、7、8h)，浸泡后大豆徹底清洗，放在浸水的紗布上，展開(kāi)放在干凈瓷盤(pán)上，再倒入適量水，種子表面要用不透光物體遮蓋以避光，置于不同溫度(15、20、25、30、35℃)的培養(yǎng)箱內(nèi)發(fā)芽培養(yǎng)(培養(yǎng)時(shí)間分別為1、2、3、4、5d)，發(fā)芽后測(cè)定其VC含量[9]。

1.4.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

表2 正交試驗(yàn)因素與水平表Table 2 Factors and levels in the orthogonal array design

研究大豆在溫度、pH值、浸泡時(shí)間及培養(yǎng)時(shí)間的影響下工藝條件的優(yōu)化，其因素水平如表1所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 不同溫度對(duì)大豆發(fā)芽過(guò)程中VC消長(zhǎng)的影響

圖1 培養(yǎng)溫度對(duì)VC消長(zhǎng)的影響Fig.1 Effect of cultivation temperature on the content of vitamin C

從圖1可以看出，溫度在15℃時(shí)VC含量很低只有3.56mg/100g，溫度提升到20℃時(shí)，VC含量穩(wěn)定增長(zhǎng)，20～25℃，VC含量急劇增長(zhǎng)，達(dá)到最高值12.21mg/100g，溫度再升高，VC含量反而開(kāi)始降低。因?yàn)榘l(fā)芽是一個(gè)生理生化過(guò)程，是大豆體內(nèi)參與物質(zhì)代謝的酶類(lèi)的催化下進(jìn)行的[10-11]，溫度是否適宜對(duì)大豆能否發(fā)芽以及發(fā)芽的成熟度都有很大的關(guān)系，直接影響VC的含量，推薦培養(yǎng)溫度控制在25℃左右。

2.1.2 不同溶液pH值對(duì)大豆發(fā)芽過(guò)程中VC消長(zhǎng)的影響

圖2 溶液pH值對(duì)VC含量的影響Fig.2 Effect of pH on the content of vitamin C

從圖2 可以看出，溶液pH5～8時(shí)，豆芽中VC含量呈緩慢的增長(zhǎng)趨勢(shì)，在pH8時(shí)達(dá)到最大值12.53mg/100g，而在溶液pH8～9時(shí)，又有所降低。這是因?yàn)榇蠖贵w內(nèi)參與代謝的酶類(lèi)所需適宜的pH值[12-13]，以及VC在不同pH值的穩(wěn)定性的影響，根據(jù)實(shí)際操作需求，盡量控制在pH7～8的范圍內(nèi)。

2.1.3 不同浸泡時(shí)間對(duì)大豆發(fā)芽過(guò)程中VC消長(zhǎng)的影響

從圖3可以看出，浸泡時(shí)間4～5h的處理，VC含量變化不明顯，有緩慢增長(zhǎng)，但時(shí)間延長(zhǎng)到6h時(shí)，VC含量有明顯增長(zhǎng)達(dá)到11.43mg/100g，時(shí)間增長(zhǎng)到7、8h時(shí)，VC含量又呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)榇蠖菇輹r(shí)間過(guò)短，吸水率過(guò)低不利于發(fā)芽，但是浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)又會(huì)使溶出率過(guò)高也不利于發(fā)芽，且浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使種子因無(wú)氧呼吸增加而喪失部分發(fā)芽能力[14]，所以浸泡時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)都對(duì)VC含量有影響，適宜的浸泡時(shí)間控制在6h。

圖3 浸泡時(shí)間對(duì)VC消長(zhǎng)的影響Fig.3 Effect of soaking time on the content of vitamin C

2.1.4 不同培養(yǎng)時(shí)間對(duì)豆芽中VC消長(zhǎng)的影響

圖4 培養(yǎng)時(shí)間對(duì)VC消長(zhǎng)的影響Fig.4 Effect of cultivation time on the content of vitamin C

由圖4可看出，豆芽在0～3d時(shí)VC含量成倍增長(zhǎng)，3d后VC含量有所降低。發(fā)芽1d后VC含量達(dá)4.32mg/100g，3d后VC含量達(dá)12.34mg/100g，是第1天的2.86倍，發(fā)芽5d含量有所降低達(dá)10.12mg/100g。這是因?yàn)榇蠖拱l(fā)芽時(shí)間過(guò)短會(huì)導(dǎo)致發(fā)芽成熟度不夠，而時(shí)間過(guò)長(zhǎng)又會(huì)出現(xiàn)爛根現(xiàn)象，選擇3d為最佳時(shí)間。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Orthogonal array design arrangement and experimental results

根據(jù)因素水平表，采用L9(34)正交試驗(yàn)，對(duì)VC的含量、豆芽的感官評(píng)定、水分含量、出品率的測(cè)定，正交試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

由表3可以看出，不同處理組合中VC含量及水分含量均為最高的是第7組A3B1C3D2；而對(duì)于豆芽感官評(píng)分最高的是第6組A2B3C1D2；對(duì)于出品率最高的則為第8組，即A3B2C1D3。綜合各項(xiàng)考察指標(biāo)最佳生長(zhǎng)條件應(yīng)選第7組A3B1C3D2。

2.2.1 生長(zhǎng)條件對(duì)豆芽中VC含量的影響

圖5 豆芽中VC含量的極差分析Fig.5 Range analysis for vitamin C content in soybean sprouts

由圖5可以看出，豆芽中VC含量在溫度達(dá)到25℃時(shí)最高，因?yàn)闇囟冗^(guò)高或過(guò)低都不利于發(fā)芽時(shí)大豆體內(nèi)的酶類(lèi)作用[15]；pH7時(shí)VC含量最低，可能是由于VC在酸性環(huán)境中穩(wěn)定，而在稍堿性環(huán)境中則利于豆芽的生長(zhǎng)；VC含量隨浸泡時(shí)間的增長(zhǎng)而增加；在培養(yǎng)時(shí)間為3d時(shí)VC含量最高，因?yàn)闀r(shí)間過(guò)短來(lái)不及發(fā)芽，而時(shí)間過(guò)長(zhǎng)又會(huì)產(chǎn)生爛根等現(xiàn)象，使VC含量有所減少。

2.2.2 生長(zhǎng)條件對(duì)豆芽感官的影響

圖6 豆芽感官評(píng)價(jià)的極差分析Fig.6 Range analysis for sensory evaluation

由圖6可以看出，溫度為25℃時(shí)豆芽感官評(píng)定平均值最高，這是因?yàn)闇囟冗^(guò)低對(duì)豆芽生長(zhǎng)不利，芽長(zhǎng)和粗細(xì)都達(dá)不到消費(fèi)者需要的水平，而溫度過(guò)高又很容易出現(xiàn)爛根現(xiàn)象，嚴(yán)重影響外觀；豆芽感官評(píng)定平均值在pH7時(shí)最高；豆芽感官評(píng)定平均值隨浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，這是因?yàn)槎寡侩S時(shí)間延長(zhǎng)吸水率增加，在發(fā)芽過(guò)程中很容易出現(xiàn)腐爛及酸臭等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響外觀；豆芽感官評(píng)定平均值在培養(yǎng)時(shí)間為3d時(shí)達(dá)到最大值，這是因?yàn)榘l(fā)芽時(shí)間過(guò)短發(fā)芽成熟度不夠，芽長(zhǎng)和粗細(xì)非常不理想，而發(fā)芽時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，豆芽的脆度會(huì)降低，而且色澤會(huì)出現(xiàn)發(fā)黑等現(xiàn)象，對(duì)生產(chǎn)豆芽非常不利。

圖7 豆芽水分含量的極差分析Fig.7 Range analysis for water content in soybean sprouts

2.2.3 生長(zhǎng)條件對(duì)豆芽水分含量的影響由圖7可以看出，豆芽的水分含量隨著溫度的升高而增長(zhǎng)，這是因?yàn)殡S著溫度的升高能夠促進(jìn)種子的吸水速度，從而使豆芽中水分含量增加； 豆芽的水分含量隨著pH值的升高而逐漸降低，但是變化程度不大；浸泡時(shí)間4～6h時(shí)，水分含量有所降低，這個(gè)情況是由于溫度的影響造成這個(gè)小波動(dòng)的，而浸泡時(shí)間6～8h，豆芽中水分含量迅速增加，這是由于豆芽是用水分培養(yǎng)的，浸泡時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)大豆吸水率有很大影響，大豆在吸水后內(nèi)部物質(zhì)轉(zhuǎn)化和呼吸作用才開(kāi)始萌發(fā)，所以一定范圍內(nèi)浸泡時(shí)間越長(zhǎng)，水分含量越高；豆芽中水分含量隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增長(zhǎng)，這是因?yàn)榇蠖乖诎l(fā)芽過(guò)程中就是種子萌發(fā)的過(guò)程，大豆生長(zhǎng)過(guò)程中隨著組織的不斷分化，水分含量不斷增加。

2.2.4 生長(zhǎng)條件對(duì)豆芽出品率的影響

圖8 豆芽出品率的極差分析Fig.8 Range analysis for productivity of soybean sprouts

由圖8可以看出，豆芽的出品率隨著溫度20～25℃急劇增長(zhǎng)，而25～30℃增長(zhǎng)較為緩慢，這是因?yàn)榇蠖拱l(fā)芽必須在適宜的溫度下進(jìn)行，大豆發(fā)芽是體內(nèi)生理生化反應(yīng)的結(jié)果，20℃溫度太低不適合大豆發(fā)芽；pH6～8，豆芽出品率僅有較小幅度的增加，可見(jiàn)pH值對(duì)大豆出品率影響很??；大豆出品率隨著浸泡時(shí)間的增長(zhǎng)有所增加，這是因?yàn)榻輹r(shí)間過(guò)短，大豆吸水率過(guò)低而導(dǎo)致最終出品率低，但是時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)造成大豆無(wú)氧呼吸而使發(fā)芽力降低；豆芽出品率隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加而急劇增長(zhǎng)，因?yàn)榇蠖拱l(fā)芽是一個(gè)種子萌發(fā)的過(guò)程，培養(yǎng)時(shí)間過(guò)短會(huì)造成大豆發(fā)芽率低而使出品率過(guò)低。

3 結(jié) 論

3.1 單因素試驗(yàn)表明：培養(yǎng)溫度對(duì)大豆發(fā)芽是否發(fā)芽和發(fā)芽的成熟度有很大的影響，本實(shí)驗(yàn)得出培養(yǎng)溫度為25℃時(shí)，VC含量最多，所以發(fā)豆芽時(shí)應(yīng)盡量使溫度控制在此溫度左右；在溶液pH值達(dá)到8.0時(shí)VC含量最多，所以大豆在發(fā)芽過(guò)程時(shí)所選用水為中性稍偏堿為最佳，經(jīng)測(cè)定哈爾濱自來(lái)水為中性稍偏堿，所以可直接用來(lái)作為大豆發(fā)芽用水；浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短對(duì)大豆發(fā)芽都會(huì)產(chǎn)生不利影響，經(jīng)過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，確定最佳浸泡時(shí)間為6h；培養(yǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致?tīng)€根、發(fā)黑等現(xiàn)象，而過(guò)短又會(huì)使大豆發(fā)芽不完全，都會(huì)對(duì)VC含量有影響，本實(shí)驗(yàn)最佳培養(yǎng)時(shí)間為3d。

3.2 正交試驗(yàn)結(jié)果表明：綜合考慮大豆發(fā)芽時(shí)所需溫度、pH值、浸泡時(shí)間、培養(yǎng)時(shí)間對(duì)于VC含量影響的主次關(guān)系順序是D＞A＞C＞B；影響豆芽感官的主次關(guān)系順序是D＞A＞B＞C；影響豆芽中水分含量的主次關(guān)系順序是D＞A＞C＞B；影響豆芽出品率的主次關(guān)系順序是D＞A＞C＞B。綜合考慮可以看出培養(yǎng)時(shí)間和溫度無(wú)論對(duì)于大豆發(fā)芽有很大的影響，雖然培養(yǎng)時(shí)間為4d時(shí)，出品率最高，但是隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，豆芽中纖維素含量增加以及會(huì)出現(xiàn)黑根爛根現(xiàn)象，所以建議家庭或是工廠要選擇適宜的培養(yǎng)時(shí)間，應(yīng)控制在3d；而對(duì)于溫度家庭發(fā)制豆芽對(duì)于營(yíng)養(yǎng)和感官要求較高采用25℃，而工廠生產(chǎn)對(duì)于出品率要求較高則建議采用30℃。

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Optimization of Germination Conditions for Soybean

YANG Ming-duo1,2,3，CHEN Jian2，ZHANG Xiao-yu1,3，ZHANG Wei3
(1. Postdoctoral Research Base, Chinese Fast Food Research and Development Center, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China；2. Shunde Ploytechnic, Shunde 528333, China；3. College of Food Engineering, Harbin Commerce University,Harbin 150076, China)

In this work, the effects of temperature, pH, soaking time and cultivation time on the change of vitamin C content during the germination of soybean were explored through single-factor and orthogonal array experiments on the basis of vitamin C content, sensory evaluation and water content. The optimal germination conditions for soybean were optimized to be germination for 3 d at 25 ℃ following soaking for 8 h in water with a pH adjusted to 6.0.

sprouts；orthogonal array design；vitamin C；growth conditions

S529

A

1002-6630(2010)20-0097-05大豆含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，蛋白質(zhì)含量高，氨基酸的比例適當(dāng)，豆類(lèi)含有人體所需的8種必需氨基酸，所以它是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白。然而大豆中常含有一些有毒物質(zhì)和抗?fàn)I養(yǎng)因子等，降低了人體對(duì)其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收[1-2]。

2010-06-23

國(guó)家人事部留學(xué)人員科學(xué)活動(dòng)擇優(yōu)資助項(xiàng)目(200306AD)

楊銘鐸(1956—)，男，教授，博士，研究方向?yàn)閭鹘y(tǒng)食品工業(yè)化技術(shù)。E-mail：yangmingduo5663@163.com